相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本專利申請(qǐng)要求于2016年3月25日提交的美國臨時(shí)專利申請(qǐng)序列號(hào)62/313,296的優(yōu)先權(quán)，其全部?jī)?nèi)容以引用方式并入本文。

背景技術(shù)：

三銷式萬向節(jié)將車輛的旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)件互相連接。三銷式萬向節(jié)包括通過成形工藝制造的三銷式外殼。

標(biāo)準(zhǔn)且優(yōu)質(zhì)的三銷式外殼通常通過成形工藝來制造。通過這種工藝制造的外殼具有一些缺點(diǎn)，缺點(diǎn)可包括分類（classification）或變形。

分類是被執(zhí)行以使外殼匹配三銷架組件并控制最終組件的間隙和對(duì)應(yīng)旋轉(zhuǎn)余隙的操作。分類還需要進(jìn)行對(duì)多個(gè)種類的儲(chǔ)備。

變形可以以不同形式存在，包括非筆直軌道或斜孔。這樣的變形包括旋轉(zhuǎn)余隙和三銷式萬向節(jié)中的生成軸向力（gaf）水平的變化。gaf的過大變化可被駕駛員以震動(dòng)的形式感知。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本公開的實(shí)施例，提供一種三銷式外殼。三銷式外殼包括在第一外殼端部和第二外殼端部之間沿著軸線延伸的外殼主體。外殼主體限定從第一外殼端部朝向第二外殼端部延伸的引導(dǎo)通道。引導(dǎo)通道具有第一壁、第二壁和第三壁，該第三壁在第一壁和第二壁之間延伸。第一壁、第二壁和第三壁中的至少一個(gè)包括選擇性紋理化功能區(qū)域。

根據(jù)本公開的另一實(shí)施例，提供一種三銷式外殼。三銷式外殼包括外殼主體，其具有均在第一外殼端部和第二外殼端部之間沿著軸線延伸的外表面和內(nèi)表面。外殼主體的內(nèi)表面限定分隔件和引導(dǎo)通道。分隔件朝向軸線徑向延伸，并且從第一外殼端部朝向第二外殼端部軸向延伸。引導(dǎo)通道設(shè)置為鄰近分隔件。引導(dǎo)通道朝向外表面徑向延伸，并且從第一外殼端部朝向第二外殼端部軸向延伸。引導(dǎo)通道具有第一壁、第二壁和第三壁，該第三壁在第一壁和第二壁之間延伸。第一壁、第二壁和第三壁中的至少一個(gè)包括第一選擇性紋理化功能區(qū)域。

根據(jù)本公開的又一實(shí)施例，提供一種制造三銷式外殼的方法。提供外殼主體。外殼主體在第一外殼端部和第二外殼端部之間沿著軸線延伸。將多個(gè)引導(dǎo)通道形成在外殼主體中。所述多個(gè)引導(dǎo)通道從第一外殼端部朝向第二外殼端部軸向延伸。所述多個(gè)引導(dǎo)通道繞軸線彼此徑向間隔開。所述多個(gè)引導(dǎo)通道中的至少一個(gè)通過金屬去除工藝而選擇性紋理化，以限定選擇性紋理化功能區(qū)域。

根據(jù)結(jié)合附圖的以下描述，將更加顯而易見到這些優(yōu)點(diǎn)和特征以及其他優(yōu)點(diǎn)和特征。

附圖說明

在說明書的結(jié)論部分處的權(quán)利要求中特別指出并明確聲明了看作本發(fā)明的主題。根據(jù)結(jié)合附圖的以下詳細(xì)描述，將更加顯而易見到本發(fā)明的上述優(yōu)點(diǎn)和特征以及其他優(yōu)點(diǎn)和特征，附圖中：

圖1是三銷式萬向節(jié)的透視圖；

圖2是三銷式萬向節(jié)的三銷式外殼的第一局部截面圖；

圖3是圖2的三銷式外殼的橫截面圖；

圖4是圖示生成軸向力與萬向節(jié)角度的關(guān)系的繪圖；

圖5是具有無選擇性紋理化功能區(qū)域的成形引導(dǎo)通道的三銷式外殼的輪廓圖；

圖6是具有帶選擇性紋理化功能區(qū)域的成形引導(dǎo)通道的三銷式外殼的輪廓圖；以及

圖7-圖10是三銷式外殼的選擇性紋理化功能區(qū)域的主導(dǎo)花紋的示意圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)在參考附圖，其中將參考特定實(shí)施例描述本發(fā)明，但不限于此，應(yīng)該理解的是，公開的實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明，本發(fā)明以各種各樣的和替代性的形式實(shí)現(xiàn)。附圖不必是成比例的；一些特征被夸張或最小化以示出特定部件的細(xì)節(jié)。因此，本文公開的特定結(jié)構(gòu)和功能細(xì)節(jié)不試圖被解釋為限制性的，而是僅作為教導(dǎo)本領(lǐng)域技術(shù)人員的代表性基礎(chǔ)，以便廣泛地應(yīng)用本發(fā)明。

參考圖1，三銷式萬向節(jié)（tripotjoint）10能夠使兩個(gè)可旋轉(zhuǎn)軸構(gòu)件之間的扭矩傳遞相對(duì)于彼此具有可能的軸向位置或角度位置改變。三銷式萬向節(jié)10被構(gòu)造成從第一軸構(gòu)件12向第二軸構(gòu)件通過三銷架（spider）構(gòu)件14傳遞扭矩，該三銷架構(gòu)件14通過各種各樣的旋轉(zhuǎn)速度、萬向節(jié)角度或伸縮位置操作地連接到第二軸構(gòu)件。

三銷式萬向節(jié)10包括從第一軸構(gòu)件12沿著軸線22延伸的三銷式外殼20。三銷式外殼20和第一軸構(gòu)件12的組合可繞軸線22旋轉(zhuǎn)。設(shè)置在三銷架構(gòu)件14上的球組或球構(gòu)件的行進(jìn)方向被設(shè)置為基本上平行于軸線22。

三銷式外殼20包括外殼主體30。外殼主體30具有外表面32和內(nèi)表面34，其均在第一外殼端部36和第二外殼端部38之間沿著軸線22延伸。第一軸構(gòu)件12靠近第二外殼端部38而連接到外殼主體30。

參考圖1和圖2，外殼主體30的內(nèi)表面34限定分隔件50和多個(gè)球軌道、經(jīng)潤滑的球孔或引導(dǎo)通道52。分隔件50從外殼主體30的內(nèi)表面34朝向軸線22徑向延伸。分隔件50從第一外殼端部36朝向第二外殼端部38軸向延伸。分隔件50限定靠近第一外殼端部36設(shè)置的斜面60。斜面60從外殼主體30的內(nèi)表面34朝向分隔件50的表面延伸，并且設(shè)置為與內(nèi)表面34和分隔件50的表面呈不垂直的關(guān)系。

每個(gè)引導(dǎo)通道52均沿著軸線22軸向延伸并且設(shè)置為基本上平行于軸線22。每個(gè)引導(dǎo)通道52均朝向外殼主體30的外表面32徑向延伸。三銷式萬向節(jié)10包括三個(gè)引導(dǎo)通道，其繞軸線22通過分隔件50彼此徑向間隔開，使得每個(gè)引導(dǎo)通道52均設(shè)置為鄰近分隔件50。每個(gè)引導(dǎo)通道52均被構(gòu)造成接收三銷架構(gòu)件14的一部分，使得三銷架構(gòu)件14被接收在三銷式外殼20的外殼主體30內(nèi)。

外殼的每個(gè)引導(dǎo)通道52均包括第一壁70、第二壁72和第三壁74。第一壁70和第二壁72遠(yuǎn)離軸線22朝向第三壁74延伸。

第一壁70設(shè)置為與第二壁72相反。第三壁74在第一壁70和第二壁72之間延伸。第三壁74設(shè)置為比第一壁70和第二壁72更遠(yuǎn)離軸線22。當(dāng)在橫于軸線22的橫截面中觀察時(shí)，如圖2所示，第一壁70和第二壁72具有大體拱形或大體分段凹輪廓。

第一壁70限定第一功能區(qū)域80。第一功能區(qū)域80在分隔件50和第三壁74之間延伸。第一功能區(qū)域80設(shè)置在第一壁70上和分隔件50的設(shè)置為鄰近引導(dǎo)通道52的至少一部分上。

第一功能區(qū)域80被構(gòu)造成接觸三銷架構(gòu)件14的一部分，諸如設(shè)置在三銷架構(gòu)件14上的球組的球構(gòu)件。第一功能區(qū)域80選擇性紋理化。選擇性紋理化可以通過如下工藝完成：加強(qiáng)表面粗糙度，或者施加延伸到第一功能區(qū)域80的表面中的、在第一功能區(qū)域80的表面之上延伸的、或設(shè)置在第一功能區(qū)域80的表面上的圖案。第一功能區(qū)域80的選擇性紋理化限定了第一選擇性紋理化功能區(qū)域82。第一選擇性紋理化功能區(qū)域82從第一外殼端部36朝向第二外殼端部38延伸。

第二壁72限定第二功能區(qū)域90。第二功能區(qū)域90面向第一功能區(qū)域80。第二功能區(qū)域90在另一分隔件50和第三壁74之間延伸。第二功能區(qū)域90設(shè)置在第二壁72上、在另一分隔件50的設(shè)置為鄰近引導(dǎo)通道52的至少一部分中。

第二功能區(qū)域90被構(gòu)造成接觸三銷架構(gòu)件14的一部分，諸如設(shè)置在三銷架構(gòu)件14上的球組的球構(gòu)件。第二功能區(qū)域90選擇性紋理化。選擇性紋理化可以通過如下工藝完成：加強(qiáng)表面粗糙度，或者施加延伸到第二功能區(qū)域90的表面中的、在第二功能區(qū)域90的表面之上延伸的、或設(shè)置在第二功能區(qū)域90的表面上的圖案。第二功能區(qū)域90的選擇性紋理化限定了第二選擇性紋理化功能區(qū)域92。第二選擇性紋理化功能區(qū)域92從第一外殼端部36朝向第二外殼端部38延伸。

第三壁74由第一壁部分100、第二壁部分102和第三壁部分104限定。第一壁部分100在第一壁70的端部和第二壁部分102之間延伸。第二壁部分102在第一壁部分100和第三壁部分104之間延伸。第二壁部分102被構(gòu)造成朝向軸線22延伸的凸起或突出106。第三壁部分104在第二壁部分102和第二壁72的端部之間延伸。

第三壁74的至少一部分限定第三功能區(qū)域110。第三功能區(qū)域110由第二壁部分102限定。在至少一個(gè)實(shí)施例中，第三功能區(qū)域110可以由第一壁部分100、第二壁部分102和第三壁部分104中的至少一個(gè)限定。

第三功能區(qū)域110被構(gòu)造成接觸三銷架構(gòu)件14的一部分，諸如設(shè)置在三銷架構(gòu)件14上的球組的球構(gòu)件。第三功能區(qū)域110選擇性紋理化。選擇性紋理化可以通過如下工藝完成：加強(qiáng)表面粗糙度，或者施加延伸到第一功能區(qū)域80的表面中的、在第一功能區(qū)域80的表面之上延伸的、或設(shè)置在第一功能區(qū)域80的表面上的圖案。第三功能區(qū)域110的選擇性紋理化限定了第三選擇性紋理化功能區(qū)域112。第三選擇性紋理化功能區(qū)域112從第一外殼端部36朝向第二外殼端部38延伸。

在引導(dǎo)通道52的第一功能區(qū)域80、第二功能區(qū)域90和第三功能區(qū)域110通過金屬去除工藝選擇性紋理化之前，將引導(dǎo)通道52形成到三銷式外殼20的外殼主體30的內(nèi)表面34中。金屬去除工藝可以是硬銑削工藝、軟銑削工藝、磨削工藝、沖蝕工藝、放電加工工藝、電化學(xué)加工工藝、硬拉削工藝、軟拉削工藝等等。在至少一個(gè)實(shí)施例中，第一功能區(qū)域80、第二功能區(qū)域90和第三功能區(qū)域110通過在熱處理三銷式外殼20的外殼主體30之后的金屬去除工藝而選擇性紋理化。

選擇性紋理化第一功能區(qū)域80、第二功能區(qū)域90和第三功能區(qū)域110來限定第一選擇性紋理化功能區(qū)域82、第二選擇性紋理化功能區(qū)域92和第三選擇性紋理化功能區(qū)域112使第一功能區(qū)域80、第二功能區(qū)域90和第三功能區(qū)域110中的至少一個(gè)的表面的平均粗糙度（ra）相對(duì)于通過形成三銷式外殼20所得到的平均粗糙度改變成小于3的平均粗糙度（ra）。選擇性紋理化第一功能區(qū)域80、第二功能區(qū)域90和第三功能區(qū)域110可以改善三銷式萬向節(jié)10的生成軸向力（gaf）性能。如圖4所示，隨著三銷式萬向節(jié)10的萬向節(jié)角度增加，由具有帶引導(dǎo)通道52且所述引導(dǎo)通道52被形成且設(shè)有選擇性紋理化功能區(qū)域（82、92、112）的三銷式外殼20的三銷式萬向節(jié)10所經(jīng)歷的生成軸向力（gaf）114小于由具有帶無選擇性紋理化功能區(qū)域的成形通道的三銷式外殼的三銷式萬向節(jié)所經(jīng)歷的生成軸向力（gaf）116。

選擇性紋理化第一功能區(qū)域80、第二功能區(qū)域90和第三功能區(qū)域110來限定第一選擇性紋理化功能區(qū)域82、第二選擇性紋理化功能區(qū)域92和第三選擇性紋理化功能區(qū)域112提供了比150微米更嚴(yán)格的輪廓公差。

參考圖5，示出了具有無選擇性紋理化功能區(qū)域的成形引導(dǎo)通道52的三銷式外殼20的輪廓圖。輪廓120變化到150微米的輪廓公差之外，并且可負(fù)面影響gaf，使得隨著三銷式萬向節(jié)10的萬向節(jié)角度增加，gaf增加。

參考圖6，示出了具有帶選擇性紋理化功能區(qū)域（82、92、112）的成形引導(dǎo)通道52的三銷式外殼的另一輪廓圖。輪廓122被良好地控制且比150微米更嚴(yán)格。相比于不具有選擇性紋理化功能區(qū)域的引導(dǎo)通道，隨著三銷式萬向節(jié)10的萬向節(jié)角度增加，更嚴(yán)格的輪廓公差減少gaf。

輪廓公差與選擇性紋理化功能區(qū)域的平均粗糙度（ra）的比率在20:1和2000:1的范圍內(nèi)或之間。該比率的下端源自近似50微米的輪廓公差和近似2.5的平均表面粗糙度。該比率的上端源自近似100微米的輪廓公差和近似0.05的平均表面粗糙度。當(dāng)表面粗糙度比2.5微米更粗糙且輪廓公差超過100微米時(shí)，選擇性紋理化的益處可減少或減輕。

第一選擇性紋理化功能區(qū)域82、第二選擇性紋理化功能區(qū)域92和第三選擇性紋理化功能區(qū)域112中的至少一個(gè)可以減少第一功能區(qū)域80、第二功能區(qū)域90和第三功能區(qū)域110中的至少一個(gè)的外形變化。

第一選擇性紋理化功能區(qū)域82、第二選擇性紋理化功能區(qū)域92和第三選擇性紋理化功能區(qū)域112中的至少一個(gè)被紋理化，使得選擇性紋理化功能區(qū)域具有主導(dǎo)花紋130。材料去除工藝使得主導(dǎo)花紋130的方向能夠受控。

參考圖7，第一選擇性紋理化功能區(qū)域82、第二選擇性紋理化功能區(qū)域92和第三選擇性紋理化功能區(qū)域112中的至少一個(gè)的主導(dǎo)花紋130設(shè)置為基本上平行于軸線22。

參考圖8，第一選擇性紋理化功能區(qū)域82、第二選擇性紋理化功能區(qū)域92和第三選擇性紋理化功能區(qū)域112中的至少一個(gè)的主導(dǎo)花紋130設(shè)置為基本上垂直于軸線22。

參考圖9，第一選擇性紋理化功能區(qū)域82、第二選擇性紋理化功能區(qū)域92和第三選擇性紋理化功能區(qū)域112中的至少一個(gè)的主導(dǎo)花紋130是有角度花紋，使得主導(dǎo)花紋130設(shè)置為與軸線22呈非平行關(guān)系和非垂直關(guān)系。

參考圖10，第一選擇性紋理化功能區(qū)域82、第二選擇性紋理化功能區(qū)域92和第三選擇性紋理化功能區(qū)域112中的至少一個(gè)的主導(dǎo)花紋130是多向花紋。

選擇性紋理化第一功能區(qū)域80、第二功能區(qū)域90和第三功能區(qū)域110中的至少一個(gè)可以提高設(shè)置在三銷式外殼20的經(jīng)潤滑球孔或經(jīng)潤滑引導(dǎo)通道52中的三銷架構(gòu)件14上的球組的球構(gòu)件的附著摩擦力。選擇性紋理化使滑動(dòng)最小化，所述滑動(dòng)產(chǎn)生的摩擦力比與滾動(dòng)相關(guān)聯(lián)的摩擦力高若干數(shù)量級(jí)。

選擇性紋理化和外形控制第一功能區(qū)域80、第二功能區(qū)域90和第三功能區(qū)域110中的至少一個(gè)改善了設(shè)置在三銷式外殼20的引導(dǎo)通道52內(nèi)的三銷架構(gòu)件14上的球組的球構(gòu)件的軌跡。改善的軌跡減少了滑動(dòng)摩擦并且提供了更加一致的生成軸向力，從而減少震動(dòng)或者其他現(xiàn)象。選擇性紋理化和外形控制第一功能區(qū)域80、第二功能區(qū)域90和第三功能區(qū)域110中的至少一個(gè)可以消除在三銷式外殼20的熱處理期間的變形，從而導(dǎo)致對(duì)稱的引導(dǎo)通道52具有嚴(yán)格的外形公差。更嚴(yán)格的外形公差提供了三銷式萬向節(jié)10的更加一致的生成軸向力。與對(duì)應(yīng)于僅形成有外殼的三銷式萬向節(jié)的生成軸向力分布相比，具有選擇性紋理化功能區(qū)域的三銷式萬向節(jié)10的更嚴(yán)格的外形公差提供了更窄的生成軸向力分布。

遍及本說明書，術(shù)語“附接到”、“附接”、“被連接”、“被聯(lián)接”、“聯(lián)接”、“安裝到”或“安裝”應(yīng)該被解釋為以下含義：結(jié)構(gòu)部件或元件以某種方式直接地或通過至少一個(gè)中間結(jié)構(gòu)元件間接地連接到或接觸另一元件，或者與另一個(gè)結(jié)構(gòu)元件一體成形。

雖然僅結(jié)合有限數(shù)量的實(shí)施例詳細(xì)描述了本發(fā)明，但應(yīng)容易地理解本發(fā)明不限于這些公開的實(shí)施例。而是，本發(fā)明能夠被修改成包括上文沒有描述但符合本發(fā)明精神和范圍的任何數(shù)量的變型、改變、替代物或等價(jià)結(jié)構(gòu)。此外，雖然已經(jīng)描述了本發(fā)明的各種各樣的實(shí)施例，但應(yīng)該理解的是，本發(fā)明的各方案可以僅包括所述實(shí)施例中的一些。因此，本發(fā)明不被看作被上述描述限制。